光纖連接部強化加熱裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及光纖連接部強化加熱裝置。
[0002]本申請基于2013年3月25日在日本申請的日本特愿2013 — 063014號主張優(yōu)先權，并將其內容援引于此。
【背景技術】
[0003]在進行光纖的熔敷連接時，通常以下述那樣的操作順序進行。
[0004](I)從光纖線纜中抽出光纖芯線。
[0005](2)通過光纖包覆除去工具將對被抽出的光纖芯線進行覆蓋的樹脂包覆(前端部)除去。
[0006](3)利用以酒精弄濕了的布、紙將在除去了前端部的包覆后的光纖芯線的玻璃(裸光纖)表面殘留的樹脂包覆肩除去。
[0007](4)用光纖切斷機將被清理過的光纖芯線切斷。
[0008](5)通過光纖熔敷連接機將被切斷后的光纖芯線熔敷連接。
[0009](6)使被熔敷連接的光纖芯線套上熱收縮性的強化套筒，通過熔敷連接機的加熱器進行加熱強化。
[0010](7)將被加熱強化后的光纖芯線收納到連接部收納殼體的收納托盤。
[0011]在上述(6)的工序中，光纖的連接部的強化所采用的套筒通過外側由熱收縮管構成，并由配置于內側的熱熔膠在光纖周圍形成來保護連接點。由外側的熱收縮管和內側的熱熔膠構成的套筒能夠根據各種光纖的包覆直徑來進行加熱收縮。另外，通過從套筒長度方向大致中央開始進行加熱收縮，能夠在將套筒內的空氣從套筒中央向外側擠出的同時進行成形。被這樣的套筒強化后的光纖的連接部還起到能夠阻擋對光纖有害的水分等來自外部的物質的作用。在外側的熱收縮管和內側的熱熔膠之間，在單芯光纖的情況下不銹鋼抗張力體被預先插入到套筒內，在多芯帶狀(tape)的情況下玻璃抗張力體被預先插入到套筒內，可實現(xiàn)耐彎曲、耐張力的構造。另外，通過使用以往被搭載于光纖熔敷連接機的光纖連接部強化加熱裝置，能夠大致在30秒前后使其高速收縮。
[0012]為了對套筒進行加熱收縮，作為光纖連接部強化加熱裝置(以下有時簡稱為強化加熱裝置)所具備的加熱器，近年來使用對金屬板粘接聚酰亞胺薄膜加熱器而成的加熱器，例如，提出了一種在I個平板型加熱器中埋入2個以上加熱電路圖案而成的加熱器(例如參照專利文獻1、2)。這樣，一般對平板型的加熱器埋入多個加熱電路圖案。另外，還提出一種將平板型的加熱器加工為U字型來進行加熱的技術(例如參照專利文獻3)。
[0013]另外，通常為了防止在套筒的加熱收縮前從外部對光纖施加張力時套筒和光纖連接部的位置會發(fā)生偏移而對強化加熱裝置設置有夾緊部。作為這樣的夾緊部，有時搭載張力附加機構，由此，防止了光纖在套筒中松弛。若在光纖松弛的狀態(tài)下套筒收縮，則套筒中的光纖會殘留應力，有可能會使光纖的長期可靠性降低，尤其在對帶狀芯線進行加熱強化的強化加熱裝置中，為了防止排列的裸光纖彼此的接觸，夾緊部也是重要且必要的構成。若沒有對光纖賦予張力，則鄰接的光纖在彼此接觸的狀態(tài)下收縮，由于雙方的光纖彼此劃傷，所以會使光纖的長期可靠性降低。
[0014]為了解決上述的問題，提出了一種在多芯帶狀光纖用的強化加熱裝置中，沿光纖的長度方向在加熱器的兩側配置夾緊部，這些中的單側的夾緊部沿光纖的長度方向能夠滑動移動，并具有壓縮盤簧的構成的技術(例如參照專利文獻4)。在專利文獻4中，成為按以下所示的順序來使用夾緊部對光纖施加拉伸力的構成。
[0015]首先，作為第一個方法，在左右的夾緊部打開的狀態(tài)下設置光纖，僅將可動的左側的夾緊部關閉，接著，通過向右方向拉伸光纖而在將壓縮盤簧縮短的狀態(tài)下關閉右側的夾緊部。此時，被設計成在可動的左側夾緊部突出到可動范圍的右端的位置，壓縮盤簧的收縮量使光纖產生最佳的拉伸力，對光纖總是施加壓縮盤簧的最佳張力。
[0016]另外，作為第二個方法，在左右的夾緊部打開的狀態(tài)下用手指將可動側的夾緊部的左側面向右方向按壓，在該左側夾緊部向右方向突出的位置，壓縮盤簧的收縮量被設計成使光纖產生最佳的拉伸力。然后，在用指按壓的狀態(tài)下將光纖設置到夾緊部，將可動的左側夾緊部和固定的右側夾緊部關閉。然后，如果手指離開可動的左側夾緊部，則對光纖總是施加壓縮盤簧的最佳的拉伸力。
[0017]然而，在上述那樣的專利文獻4所記載的方法中，在不松弛地用手指拉伸光纖將其設置到夾緊部，并關閉了左右的夾緊部后的狀態(tài)下，成為對可動的左側夾緊部幾乎沒留有用于向加熱器側進一步移動的前進可動范圍，僅確保后退可動范圍的狀態(tài)。當在這樣的狀態(tài)下對光纖施加了過大的側壓時，存在顯著損害光纖的長期可靠性的殘留拉伸力附加于光纖、或者光纖立即斷線的問題。
[0018]另外，還提出了一種代替上述那樣的壓縮盤簧而利用磁力將拉伸力附加到光纖的技術(例如參照專利文獻5)。在專利文獻5的圖1等中，右側的夾緊部可動，左側的夾緊部被固定?？蓜觽鹊膴A緊部通常被拉伸盤簧向加熱器側按壓。而且，當光纖被把持(夾緊)，且加熱器的蓋部關閉時，在磁鐵間產生斥力而對光纖賦予拉伸力。由此，無需上述的專利文獻4所記載的2個方法那樣的繁瑣步驟，僅通過關閉夾緊部、蓋部，便對光纖自動地產生拉伸力。
[0019]然而，在專利文獻5所記載的技術中，也在不松弛地用手指拉伸光纖而將其設置到夾緊部，并關閉了左右的夾緊部后的狀態(tài)下，成為在可動側的夾緊部幾乎未留有向加熱器側進一步移動的可動區(qū)域而僅確保了后退可動范圍的狀態(tài)。當在這樣的狀態(tài)下對光纖施加了過大的側壓時，存在顯著損害光纖的長期可靠性的殘留拉伸力附加于光纖或者光纖立即斷線的問題。
[0020]此外，通常在單芯光纖用的強化加熱裝置中，幾乎沒有具備拉伸力的附加機構的裝置。這是因為:由于在單芯光纖的情況下，沒有鄰接的光纖彼此接觸的情況，所以為了減少裝置成本而不搭載的情況較多。即，這些光纖的拉伸的附加機構主要被搭載于多芯光纖用的強化加熱裝置。
[0021]在此，在對光纖附加了拉伸力的狀態(tài)下使套筒收縮的情況下，在光纖留有殘留張力。在表面沒有傷等的通常的光纖的情況下，長期可靠性在10gf以下的殘留張力下不會降低，以往也推薦使光纖的殘留張力為10gf以下(例如參照專利文獻6)。不過，由于也存在對熔敷連接后的光纖造成因其作業(yè)等帶來的損傷的情況，所以例如在光纖熔敷后的斷裂確認試驗的張力為200gf的情況下，推薦大致為30gf以下。
[0022]通常在將光纖連接的情況下，熔敷連接時間為10秒以內，但加熱收縮需要25秒以上的時間。例如，假定為包括對強化加熱裝置設置光纖的設置時間、取出時間在內需要40秒。通常，由于I根光纖線纜容納數十根光纖，所以例如在連接96根光纖的情況下，成為96根X40秒=3840秒?I小時，從為了連接I根線纜而套筒的加熱強化作業(yè)就需要I小時來看，加熱收縮時間的縮短也是很重要的。
[0023]通常，在光纖的連接部的強化加熱裝置中，通過將加熱器按壓到套筒而使套筒變形，來擴展加熱器與套筒的接觸面積，通過在易于導熱的狀態(tài)下進行加熱，能夠縮短加熱時間。此前，提出了多種通過使加熱器和套筒積極地接觸來實現(xiàn)加熱時間的縮短的技術。
[0024]在此，在上述的專利文獻6中，記載了一種使用壓縮盤簧將加熱器按壓到套筒而總獲得接觸的方法。在專利文獻6中，具備在通過利用加熱器按壓來對光纖施加張力時，利用壓縮盤簧來緩和張力的機構。另外，成為通過左側的滑動夾緊部和壓縮盤簧，與通常的加熱裝置同樣地對光纖附加松弛防止的張力的構成。然而，在專利文獻6中，雖然對左側的滑動夾緊部確保了先前說明的后退可動范圍，但沒有前進可動范圍。在使光纖的允許殘留張力為10?10gf的情況下，需要加熱器帶來的按壓力的合計為10?10gf以下。例如在光纖熔敷后的斷裂確認試驗的張力為200gf的情況下，需要允許拉伸力大致為30gf以下，加熱器帶來的按壓力為30gf以下。如后所述，存在以30gf無法使套筒充分變形的問題。假設在從側面對加熱器附加了數百gf的按壓力的情況下，附加30gf的拉伸力的壓縮盤簧瞬時縮短完畢，對光纖附加數百gf的強力的張力，存在強化后的光纖的長期可靠性受損的問題。因此，在專利文獻6中，不可能使加熱器的按壓力比光纖的允許殘留張力大。
[0025]在此，提出了一種通過用磁鐵緊貼套筒內的硬芯來總是獲得加熱器和套筒的接觸的方法(例如參照專利文獻7)。然而，在專利文獻7所記載的方法中，雖然套筒內部的硬芯和加熱器通過磁鐵或者磁力而相互吸引，但具有在套筒的構造上無法附加使套筒整體壓塌變形那樣的按壓力的問題。因此，雖可確保加熱器和套筒的接觸，但幾乎沒有使接觸面積增加的效果。另外，在硬芯為玻璃的情況下不發(fā)揮作用。并且，在使用永磁鐵的情況下，由于該磁鐵被配置于加熱器附加，所以因高溫引起的磁力劣化成為問題。
[0026]另外，作為光纖連接部的強化加熱裝置，提出了一種具有用電機等驅動加熱器的裝置；和檢測加熱器向規(guī)定位置、即套筒收縮后的位置前進的裝置，且加熱器前進到套筒位置，若加熱器到達規(guī)定位置則進行后退的構成(例如參照專利文獻8)。根據專利文獻8，能夠用2個加熱器按壓套筒，使套筒和加熱器的接觸面積變寬而使套筒的加熱收縮高速化。即，來自加熱器的熱傳導效率高，能夠縮短套筒的熱收縮時間。如果是該方式，則能夠使套筒充分變形。
[0027]本發(fā)明人對使套筒以怎樣程度的按壓力變形會使熱收縮時間為最短進行了銳意研宄，結果發(fā)現(xiàn)在使套筒加熱收縮時，需要使加熱器帶來的對套筒的按壓力大致為500gf。
[0028]如圖30的圖表所示，由加熱器引起的套筒的按壓力越高，加熱器和套筒的接觸面積越增加，套筒的收縮時間越短。圖30是用2個加熱器夾持通常的單芯用60mm套筒，使兩側2個加熱器的溫度為230°C來進行加熱的情況的圖表，是一方加熱器固定，另一方加熱器可動的情況。從該圖表可知，當按壓力超過500gf時，按壓的效果減少，套筒的收縮時間沒有怎么縮短。其中，上述的按壓力近似500gf這一變化點是根據套筒的構造而變化的變化點，若按壓力超過近似500gf則收縮時間的變化變小只是通常的單芯用60mm套筒的情況。
[0029]然而，在專利文獻8所記載的技術中，存在以下說明那樣的問題。首先，成為第一問題的是加熱器的移動控制引起的套筒的按壓。加熱器通過借助測微器的電機而前進，該前進量和前進速度需要根據套筒的收縮狀況來控制。然而，套筒有各種各樣的種類，例如，前進量和前進速度根據直徑、材質的不同而不同。另外，套筒的收縮速度也根據外部空氣溫度、內置電池的電壓而發(fā)生變化。并且，套筒通常在其長度方向上，收縮速度在中央部和外邊緣部不同。因此，在加熱器過度前進的情況下，過大的按壓會到達內部的光纖而使光纖損傷。或者，如果加熱器的前進緩慢，則在加熱器和套筒之間產生間隙，也會發(fā)生套筒在短時間內沒有收縮的問題。
[0030]為了使加熱器為恒定的按壓力，需要使用彈性部件將加熱器壓向套筒，在專利文獻8中，記載了使用彈性部件和凸輪將加熱器壓向套筒。即，在專利文獻8中還記載了在左右配置的加熱器之間配置凸輪，用彈簧等彈性部件按壓各個加熱器，利用電機使凸輪旋轉，由此將加熱器按壓到熱收縮套筒的構成。
[0031]以下，參照圖32(a)?(C)對上述那樣的一邊用彈簧按壓2個加熱器一邊用插入其間的凸輪驅動加熱器的方式進行說明。
[0032]圖32(a)是剛剛將套筒312設置到2個加熱器321、322間之后且加熱開始前的狀態(tài)。在圖中，處于套筒312內的光纖311位于由單點劃線表示的中心線S上。另外，該光纖311的位置由被配置在加熱器321、322的近前和里側的、省略圖示的夾緊部把持固定。
[0033]而且，如圖32(b)所示，使凸輪323旋轉而以壓縮盤簧324、325的力將2個加熱器321,322按壓到套筒312，利用加熱器321、322開始加熱。在圖中，凸輪323和加熱器可動臺321A、322A不接觸，被壓縮盤簧324、325的力按壓到套筒312。
[0034]此時，如果光纖311的位置位于由單點劃線表示的中心線S上，則不會對光纖311附加過大的張力。
[0035]而且，套筒312在該狀態(tài)下逐漸收縮，在完全收縮之后，加熱強化結束，此時，如上所述，如果光纖311的位置不偏離中心線S，則不會給光纖311施加過大的張力。
[0036]然而，實際上不會實現(xiàn)使配置在圖中左右的壓縮盤簧324、325的按壓力相同，并且套筒312停在中心線S，難以長期使2個壓縮盤簧324、325總是在相同的位置持續(xù)均衡。例如，通常如圖32(c)所示，因壓縮盤簧324、325的力之差而成為靠向任意一方側的狀態(tài)。在圖32(c)中，配置于圖中左側的加熱器可動臺321A為與左側的框體抵接而停止的狀態(tài)。由此，在圖32(c)中，光纖311的位置偏離中心線S，但由于光纖311被省略圖示的夾緊部固定，所以若稍微發(fā)生上述那樣的偏移，則壓縮盤簧324、325的過大的張力會附加到光纖311。
[0037]在專利文獻8所記載的技術中成為第二問題的是附加到光纖的過大的按壓力。由于按壓套筒的大致500gf這一力與能夠對上述的熔敷連接后的光纖附加的大致30gf的張力相比非常大，是斷裂確認試驗的張力200gf的2倍以上的力，所以在被附加按壓力的瞬間光纖有可能斷裂。即使假設沒有斷裂，強化后的光纖的長期可靠性也會受損。
[0038]在專利文獻8所記載的技術中成為第三問題的是需要對光纖附加張力的機構。
[0039]在上述那樣的從兩側按壓套筒312的方法中，在通過加熱器321、322進行按壓前，需要預先通過附加了拉伸力的光纖311使套筒312為懸吊的狀態(tài)。然而，如圖33(a)、(b)所示，在未對光纖311附加拉伸力的狀態(tài)下通過夾緊部326、327進行了把持(夾緊)的情況下，在剛剛夾緊之后光纖311會發(fā)生松弛，導致套筒312偏移到下方的位置。在這樣的情況下，如圖33(a)、(b)所示，套筒312沒有在加熱器321、322的適當的位置被按壓，有可能在收縮未完成的狀態(tài)下結束作業(yè)。
[0040]該情況下，考慮到套筒312偏移到下方的位置的情況，也可以考慮采取將加熱器321,322沿上下方向較長地構成的對策，但存在熱容量因加熱器321、322大型化而增加，升溫速度變慢的問題。
[0041]作為將上述那樣的光纖的松弛除去的方法，例如要求通過彈簧等彈性部件或者磁鐵等磁力部件對把持光纖的夾緊部附加一定的張力。即，在上述的專利文獻4的說明所記載的2個方法、專利文獻5所記載的使用了磁力的方法、專利文獻6的方法中，需要對光纖附加拉伸力。
[0042]在專利文獻8所記載的技術中成為第四問題的是裝置的大小。作為加熱器的驅動方式，如果使用測微器或絲杠機構，則能夠發(fā)揮超過500gf的按壓力。然而，由于將光纖連接的熔敷連接機在電線桿上、狹窄的窨井中等狹窄的空間內被使用，另外由于即便是短的余長的光纖也有必要進行連接，所以要求裝置的小型化。因此，當在熔敷連接機中搭載了 2個電機和2個測微器或者2個絲杠機構時，產生裝置大型化而不適于作業(yè)環(huán)境或者無法連接短余長光纖的問題。結果，搭載了可獲得上述按壓力的驅動機構的熔敷連接機無法被實用化。
[0043]專利文獻1:日本專利第3293594號公報
[0044]專利文獻2:日本特開2010 - 249887號公報
[0045]專利文獻3:日本專利第4165375號公報
[0046]專利文獻4:日本特開2000 - 321462號公報
[0047]專利文獻5:日本專利第3337874號公報
[0048]專利文獻6:日本特開平10 - 332979號公報
[0049]專利文獻7:日本特開2010 - 217271號公報
[0050]專利文獻8:日本特開2004 - 042317號公報
[0051]在為了對光纖施加拉伸力而使用了上述專利文獻4、5、6所記載的任意技術的情況下，也由于在夾緊了光纖之后可動側夾緊部變得不可向加熱器方向前進移動，所以結果在通過加熱器的按壓對光纖附加了大的張力時，可動側的夾緊部無法吸收該張力。因此，無法釋放對光纖過度附加的張力，存在會引起光纖的斷裂、長期可靠性降低的問題。即，在以往的強化加熱裝置中，由于光纖的長期可靠性的問題而無法進行使套筒變形那樣的按壓。
[0052]為了以超過斷裂確認試驗的張力的力來按壓套筒，只要使用上述的專利文獻8所記載的技術就能夠實現(xiàn)，但除了電機之外還需要各種機構部件，結果導致裝置大型化。即，在以往的強化加熱裝置中，由于裝置的大小的限制，無法進行使套筒變形那樣的按壓。
【發(fā)明內容】
[0053]本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其目的在于，提供一種通過抑制對光纖附加過度的張力來防止產生光纖的斷裂、長期可靠性降的低，另外，在防止裝置大型化的基礎上，操作性優(yōu)異、且能夠在短時間內使套筒加熱收縮的光纖連接部強化加熱裝置。
[0054]本發(fā)明涉及的光纖連接部強化加熱裝置具備:左右一對夾緊部，對除去了包覆部后的光纖彼此被熔敷連接、且該熔敷后的連接部的包覆除去部分以及上述包覆部被套筒覆蓋的上述光纖的、從上述套筒露出的上述包覆部的一方以及另一方進行把持；第五施力部件，被設置在夾著上述光纖對置配置的上述夾緊部的至少一側，通過彈性部件或者磁力部件夾著上述光纖附加按壓力；第一凸輪機構，通過電機的控制被旋轉驅動；該第一凸輪機構的位移控制上述夾緊部的因上述第五施力部件的按壓力引起上述光纖的把持的機構；夾著上述光纖或者套筒對置配置的至少2個以上加熱器；第二施力部件，通過彈性部件或者磁力部件夾著上述套筒對夾著上述套筒對置配置的上述加熱器的至少I個以上附加按壓力；第三凸輪機構，其被配置在設有上述第一凸輪機構的凸輪軸上或者被配置在與上述凸輪軸平行的其他凸輪軸上，通過上述電機的控制被旋轉驅動；以及該第三凸輪機構的位移控制上述加熱器的因上述第二施力部件的按壓力引起上述套筒的按壓的機構，同一上述電機通過上述第一、第三凸輪機構來控制上述夾緊部和上述加熱器的上述各施力部件的力。
[0055]在上述構成中，也能夠采用在被同一上述電機旋轉驅動的上述第一凸輪機構和上述第三凸輪機構所使用的2個以上凸輪機構中，通過設定為將需要旋轉驅動轉矩的正驅動和接受轉矩的負驅動組合而削減的定時，來降低由上述驅動源引起的旋轉驅動力的構成。
[0056]在上述構成中，也能夠采用如下構成，在上述第一凸輪機構以及上述第三凸輪機構所使用的2個以上凸輪機構的至少一部分凸輪機構中，夾著上述凸輪軸在上述各工作部件的相反側配置輔助可動部件，用彈性部件或者磁力部件將上述各工作部件和上述輔助可動部件連結，通過取代上述各工作部件而由上述各凸輪機構使上述輔助可動部件從動發(fā)生位移，來使上述各凸輪機構的旋轉驅動轉矩從正驅動系向負驅動反轉，由此在上述2個以上凸輪機構中，將上述正驅動和上述負驅動組合而削減。
[0057]在上述構成中，上述左右一對夾緊部以及上述加熱器分別能夠采用為一方側可動并且另一方側為固定的構成。
[0058]在上述構成中，也能夠采用如下構成，具備:第一施力部件，其以通過彈性部件或者磁力部件對上述光纖附加拉伸力的方式對上述夾緊部的至少一方施力；以及基于上述夾緊部對上述光纖的把持動作或者上述加熱器對上述套筒的按壓動作，來控制上述夾緊部的因上述第一施力部件的拉伸力引起的上述光纖的拉伸的機構，同一上述電機通過上述第一、第三凸輪機構以上述各施力部件的力控制上述夾緊部或者上述加熱器，通過被控制的上述夾緊部或者上述加熱器的動作，來控制上述拉伸機構。
[0059]在上述構成中，也能夠采用如下構成，具備:第一施力部件，其以通過彈性部件或者磁力部件對上述光纖附加拉伸力的方式對上述夾緊部的至少一方施力；位置限制部件，其由用于對上述左右一對夾緊部的至少一方的前進可動范圍或者后退可動范圍進行限制的前進擋塊或者后退擋塊構成；第二凸輪機構，其被配置在與上述第一、第三凸輪機構同一的凸輪軸上或者被配置在與上述凸輪軸平行的其他凸輪軸上，通過上述電機控制被旋轉驅動；上述第二凸輪機構的位移控制上述夾緊部的因上述第一施力部件的拉伸力引起的上述光纖的拉伸的機構；以及該第二凸輪機構的位移控制上述位置限制部件的移動的機構，同一上述電機通過上述第一?第三凸輪機構來控制上述夾緊部以及上述加熱器。
[0060]在上述構成中，也可采用如下構成，具備:第一施力部件，其以通過彈性部件或者磁力部件對上述光纖附加拉伸力的方式對上述夾緊部的至少一方施力；第三施力部件，其以附加與該第一施力部件相反方向的拉伸力的方式進行施力；第六凸輪機構，其被配置在與上述第一、第三凸輪機構同一的上述凸輪軸上或者被配置在與上述凸輪軸平行的其他凸輪軸上，通過上述電機控制被旋轉驅動；以及該第六凸輪機構的位移控制上述第一施力部件或者上述第三施力部件的作用力的機構，上述第一、第三施力部件分別以通過彈性部件或者磁力部件對上述光纖附加拉伸力的方式對上述夾緊部的至少一方施力，同一上述電機通過上述第一、第三、以及第六凸輪機構控制上述夾緊部、上述加熱器以及上述作用力控制機構。
[0061]在上述構成中，也能夠采用如下構成，具備:蓋部，其對該光纖連接部強化加熱裝置進行開閉；第六施力部件，其通過彈性部件或者磁力部件來附加將上述蓋部關閉的力；第四凸輪機構，其被配置在與上述第一及第三凸輪機構同一的上述凸輪軸上或者被配置在與上述凸輪軸平行的其他凸輪軸上；以及控制上述第四凸輪機構的位移，以便通過上述第六施力部件的作用力對上述蓋部進行開閉的機構，同一上述電機通過上述第一?第四凸輪機構以上述各施力部件的力控制上述夾緊部、上述加熱器以及上述蓋部。
[0062]在上述構成中，也能夠采用如下構成，上述夾緊部、上述加熱器、上述蓋部中的至少任意一個由以與上述光纖以及上述套筒平行的旋轉支點為中心進行轉動